JP2015087322A - Shade determination control device, and shade determination method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、室内へ入射する直射光の有無を判定する日陰判定制御装置に関するものである。 The present invention relates to a shade determination control device that determines the presence or absence of direct light entering a room.
電動ブラインドの制御装置は、ビルの壁面に多数設けられた窓にそれぞれ設置された電動ブラインドのブラインド開度及びスラット角度を自動的に制御して、直射日光を遮り、あるいは室内への採光量を制御するものである。 The electric blind control device automatically controls the blind opening and slat angle of the electric blinds installed on many windows on the wall of the building to block direct sunlight or reduce the amount of light collected indoors. It is something to control.
室内への採光量を適宜に制御するためには、時刻の移り変わりとともに変化する太陽の方位角と高度を計算し、その計算結果に基づいて直射光を遮るために最適なブラインド開度及びスラット角度を算出し、算出されたブラインド開度及びスラット角度に基づいて各スラットを制御している。 To appropriately control the amount of light collected into the room, calculate the azimuth angle and altitude of the sun that change with time, and optimize the blind opening and slat angle to block direct light based on the calculation results. And each slat is controlled based on the calculated blind opening and slat angle.
また、室内へ入射する直射光を適宜に制御するためには、電動ブラインドが設置された窓が近隣の建物等により日陰になるか否かを判定し、その判定結果に基づいてスラットを制御する必要がある。 In addition, in order to appropriately control the direct light incident on the room, it is determined whether or not the window in which the electric blind is installed is shaded by a nearby building or the like, and the slat is controlled based on the determination result. There is a need.
特許文献１には、日陰制御対象ビルの窓が近隣の建物により日陰となるか否かをあらかじめ設定されたタイムスケジュールに基づいて算出し、その算出結果に基づいてブラインドを開閉制御するブラインド制御装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a blind control device that calculates whether a window of a shade control target building is shaded by a neighboring building based on a preset time schedule and controls opening / closing of the blind based on the calculation result Is disclosed.
特許文献２には、近隣の建物により投影される日陰の座標を算出し、その日陰の座標と日陰制御の対象となる建物の窓の座標とを比較して、当該窓が日陰となるか否かを判定する制御装置が開示されている。 In Patent Document 2, the coordinates of the shade projected by a neighboring building are calculated, and the coordinates of the shade are compared with the coordinates of the window of the building that is subject to the shade control, and whether or not the window is shaded. A control device for determining whether or not is disclosed.
特許文献１に開示されたブラインド制御装置では、太陽の高度や方位角に応じて日陰制御対象ビルの窓が日陰となるか否かを正確に算出するためには、日陰となるか否かを算出する算出点を日陰制御対象ビルの外面上において多数設定する必要がある。 In the blind control device disclosed in Patent Document 1, in order to accurately calculate whether or not the window of the shade control target building is shaded according to the altitude and azimuth angle of the sun, whether or not it is shaded is determined. It is necessary to set a large number of calculation points to be calculated on the outer surface of the shade control target building.
従って、プログラムが複雑化するとともに、計算量が増大する。また、算出結果をデータベース化しようとすると、データ量が膨大となる。
特許文献２に開示された制御装置においても、日陰の座標を算出し、日陰制御の対象となる建物の窓の座標と比較する演算量が増大するとともに、データ量も増大するという問題点がある。
Therefore, the program becomes complicated and the calculation amount increases. In addition, when trying to create a database of calculation results, the data amount becomes enormous.
The control device disclosed in Patent Document 2 also has a problem in that the amount of calculation for calculating the shaded coordinates and comparing with the coordinates of the window of the building to be shaded increases, and the amount of data also increases. .
この発明の目的は、日陰制御を行うための演算量及びデータ量を削減して、制御動作時の負荷を軽減し得る日陰判定制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a shade determination control device capable of reducing the amount of calculation and data for performing shade control and reducing the load during the control operation.
上記課題を解決する日陰判定制御装置は、年間の太陽の方位角及び仰角を供給するカレンダー供給部と、前記太陽の仰角と、室内環境制御装置の制御範囲からの前記太陽の方位角における近隣建物の仰角とを比較して前記制御範囲への直射光の有無を判定する日陰判定部とを備え、前記日陰判定部は、前記制御範囲の両端部からの前記近隣建物の仰角のうち、低い方の仰角を該制御範囲からの前記近隣建物の仰角とすることを特徴とする。 The shade determination control device that solves the above problems includes a calendar supply unit that supplies an annual azimuth angle and elevation angle of the sun, an elevation angle of the sun, and a neighboring building at the azimuth angle of the sun from the control range of the indoor environment control device A shade determination unit that determines whether or not there is direct light on the control range by comparing the elevation angle of the control range, and the shade determination unit is a lower one of the elevation angles of the neighboring buildings from both ends of the control range Is the elevation angle of the neighboring building from the control range.
また、上記日陰判定装置において、前記日陰判定部には、前記方位角においてあらかじめ設定された角度間隔で、前記近隣建物の仰角を算出する仰角算出部と、前記仰角算出部で算出された仰角を格納する仰角データベースとを備えることが好ましい。 In the shade determination apparatus, the shade determination unit includes an elevation angle calculation unit that calculates an elevation angle of the neighboring building at an angle interval set in advance in the azimuth angle, and an elevation angle calculated by the elevation angle calculation unit. It is preferable to provide an elevation angle database to be stored.
また、上記日陰判定装置において、前記日陰判定部の判定結果に基づいて、前記室内環境制御装置を駆動して室内への直射光の入射を遮断する制御部を備えることが好ましい。
また、上記日陰判定装置において、前記制御範囲には、前記日陰判定部の判定結果に基づいて前記制御部で一括して制御される電動日射遮蔽装置を前記室内環境制御装置として備えることが好ましい。
The shade determination apparatus preferably includes a control unit that drives the indoor environment control device based on the determination result of the shade determination unit to block the incidence of direct light into the room.
In the shade determination apparatus, the control range preferably includes an electric solar shading device that is collectively controlled by the control unit based on a determination result of the shade determination unit as the indoor environment control device.
また、上記日陰判定装置において、前記制御範囲には、前記日陰判定部の判定結果に基づいて前記制御部で一括して制御される空調装置を前記室内環境制御装置として備えることが好ましい。 In the shade determination apparatus, it is preferable that the control range includes an air conditioner that is collectively controlled by the control unit based on a determination result of the shade determination unit as the indoor environment control device.
上記課題を解決する日陰判定方法は、室内環境制御装置の制御範囲の両端部からの太陽の方位角における近隣建物の仰角のうち、低い方の仰角を該制御範囲からの前記近隣建物の仰角とし、該近隣建物の仰角と太陽の仰角とを比較して、前記制御範囲への直射光の有無を判定することを特徴とする。 The shade determination method for solving the above-mentioned problem is that the lower elevation angle of the neighboring building elevation angle at the azimuth angle of the sun from both ends of the control range of the indoor environment control device is the elevation angle of the neighboring building from the control range. Then, the elevation angle of the neighboring building and the elevation angle of the sun are compared to determine whether or not there is direct light in the control range.
また、上記日陰判定方法において、前記近隣建物の仰角を、前記制御範囲の上端を基準として算出することが好ましい。 Moreover, in the said shade determination method, it is preferable to calculate the elevation angle of the said neighboring building on the basis of the upper end of the said control range.
本発明によれば、日陰制御を行うための演算量及びデータ量を削減して、制御動作時の負荷を軽減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of calculation and data for performing shade control and reduce the load during the control operation.
以下、電動ブラインドの制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１に示す電動ブラインドの制御装置は、高層ビル等の多層階の建造物の各フロアに設置される多数の電動ブラインドを制御するものである。 Hereinafter, an embodiment of a control device for an electric blind will be described with reference to the drawings. The electric blind control device shown in FIG. 1 controls a large number of electric blinds installed on each floor of a multi-story building such as a high-rise building.
パソコン等で構成されるメインコントローラ１は建造物内の制御室に設置され、各フロアに設置されるフロアコントローラ２に信号線３を介して接続されている。各フロアコントローラ２には、当該フロアの窓に設置される多数の電動ブラインドのヘッドボックスにそれぞれ設けられるブラインドコントローラ４が信号線３を介して接続されている。 A main controller 1 composed of a personal computer or the like is installed in a control room in a building, and is connected to a floor controller 2 installed on each floor via a signal line 3. Each floor controller 2 is connected to a blind controller 4 provided in a head box of a large number of electric blinds installed in a window on the floor via a signal line 3.
そして、前記メインコントローラ１はあらかじめ設定された制御プログラムと、あらかじめ格納されているデータベースに基づいて、フロアコントローラ２を介して各ブラインドコントローラ４を制御する。 The main controller 1 controls each blind controller 4 via the floor controller 2 based on a preset control program and a database stored in advance.
前記各ブラインドコントローラ４は、前記メインコントローラ１から出力される制御信号に基づいて、当該電動ブラインドのスラットの昇降動作及び角度調節動作を制御する。
図２に示すように、前記メインコントローラ１はＣＰＵ５にカレンダー格納部６と、作業用メモリ７と、ハードディスク装置８が接続されている。カレンダー格納部６には、年間の各日付毎に、当該建造物が位置する緯度及び経度に基づく各時刻の太陽の仰角及び方位角が予め格納されている。
Each blind controller 4 controls the raising / lowering operation and the angle adjusting operation of the slats of the electric blind based on the control signal output from the main controller 1.
As shown in FIG. 2, the main controller 1 is connected to a CPU 5 with a calendar storage unit 6, a work memory 7, and a hard disk device 8. The calendar storage unit 6 stores in advance the elevation angle and azimuth angle of the sun at each time based on the latitude and longitude at which the building is located for each date of the year.
ハードディスク装置８には、ＣＰＵ５の動作を制御する制御プログラム９と、近隣の建物の仰角データベース１０が予め格納されている。
前記仰角データベース１０は、一括して制御される複数台毎の電動ブラインドに対する周囲の建物の仰角を算出してデータベース化したものであり、メインコントローラ１あるいはメインコントローラ１とは別のデータベース作成装置により算出されて、ハードディスク装置８に格納されている。
The hard disk device 8 stores in advance a control program 9 that controls the operation of the CPU 5 and an elevation database 10 of neighboring buildings.
The elevation angle database 10 is a database obtained by calculating the elevation angles of surrounding buildings with respect to the electric blinds controlled by a plurality of units, and is created by a database creation device different from the main controller 1 or the main controller 1. It is calculated and stored in the hard disk device 8.
図３に示すように、仰角データベースの作成方法は、設置建物１２において、一括して制御される複数台の電動ブラインド１１が設置される制御範囲ＡＲの水平方向両端部に第一の算出点ＣＰ１と第二の算出点ＣＰ２を設定し、各算出点ＣＰ１，ＣＰ２を基準として、周囲の近隣の建物の仰角を算出する。制御範囲ＡＲの各算出点ＣＰ１，ＣＰ２の距離は、例えば１０ｍ程度に設定されている。 As shown in FIG. 3, the elevation angle database is created by first calculating points CP <b> 1 at both ends in the horizontal direction of the control range AR where a plurality of electric blinds 11 that are collectively controlled are installed in the building 12. The second calculation point CP2 is set, and the elevation angle of the neighboring building is calculated using the calculation points CP1 and CP2 as a reference. The distance between the calculation points CP1 and CP2 of the control range AR is set to about 10 m, for example.
また、各算出点ＣＰ１，ＣＰ２は、電動ブラインド１１が設置される窓の上縁部分に設定される。
近隣の建物の高さ及び各算出点ＣＰ１，ＣＰ２に対する方位角は３次元地図データから得られ、算出点ＣＰ１，ＣＰ２について、例えば１度毎の各方位角において近隣建物の仰角が算出される。そして、算出点ＣＰ１，ＣＰ２の仰角のうち小さい方の仰角が当該方位角における制御範囲ＡＲの仰角データとして前記仰角データベース１０に格納されている。
Moreover, each calculation point CP1, CP2 is set to the upper edge part of the window in which the electric blind 11 is installed.
The heights of neighboring buildings and the azimuth angles with respect to the respective calculation points CP1 and CP2 are obtained from the three-dimensional map data. For the calculation points CP1 and CP2, for example, the elevation angles of the neighboring buildings are calculated at each azimuth angle of 1 degree. The smaller elevation angle of the elevation angles of the calculation points CP1 and CP2 is stored in the elevation angle database 10 as elevation angle data of the control range AR at the azimuth angle.
具体的には、図４及び図５に示すように、例えば北を基準とした方位角βに対し、算出点ＣＰ１，ＣＰ２における近隣建物Ｂの仰角α１，α２をそれぞれ算出する（ステップ１，２）。 Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, for example, the elevation angles α1 and α2 of the neighboring building B at the calculation points CP1 and CP2 are calculated with respect to the azimuth angle β with respect to the north (steps 1 and 2). ).
次いで、仰角α１，α２を比較し（ステップ３）、小さい方の仰角を当該方位角βにおける近隣建物に対する制御範囲ＡＲの仰角αとして設定する（ステップ４，５）。そして、このような仰角αの算出を方位角０度から３５９度の範囲で例えば１度毎に算出する。 Next, the elevation angles α1 and α2 are compared (step 3), and the smaller elevation angle is set as the elevation angle α of the control range AR for the neighboring building at the azimuth angle β (steps 4 and 5). Then, such an elevation angle α is calculated within a range of azimuth angles from 0 degrees to 359 degrees, for example, every 1 degree.
なお、必ずしも方位角０度から３５９度の範囲で仰角αを算出する必要はなく、日の出から日の入りまでの太陽の方位角に対応する角度のみを算出してもよい。また、方位角の１度毎以外に、制度を確保できる範囲内で任意の角度毎に算出してもよい。 It is not always necessary to calculate the elevation angle α in the range of the azimuth angle from 0 degrees to 359 degrees, and only the angle corresponding to the azimuth angle of the sun from sunrise to sunset may be calculated. Moreover, you may calculate for every arbitrary angles within the range which can ensure a system | system | group other than every 1 degree of an azimuth.
このような動作により、例えば図６に示すように、制御範囲ＡＲにおいて各方位角に対する仰角データが算出され、同様に算出された他の制御範囲の仰角データとともに、ハードディスク装置８に仰角データベース１０として格納されている。 By such an operation, for example, as shown in FIG. 6, the elevation angle data for each azimuth angle is calculated in the control range AR, and the elevation angle database 10 is stored in the hard disk device 8 together with the elevation angle data of the other calculated control ranges. Stored.
次に、上記のように構成された電動ブラインドの制御装置の作用を説明する。
図７に示すように、制御装置の運用が開始されると、メインコントローラ１のＣＰＵ５は、カレンダー格納部６から現在の日時に対応する太陽の方位角及び仰角を取得する（ステップ１１）。
Next, the operation of the electric blind control apparatus configured as described above will be described.
As shown in FIG. 7, when the operation of the control device is started, the CPU 5 of the main controller 1 acquires the azimuth angle and elevation angle of the sun corresponding to the current date and time from the calendar storage unit 6 (step 11).
次いで、現在の太陽の方位角における制御範囲ＡＲからの近隣建物の仰角αを仰角データベース１０から取得し（ステップ１２）、太陽の仰角と近隣建物の仰角αを比較する（ステップ１３）。 Next, the elevation angle α of the neighboring building from the control range AR in the current azimuth angle of the sun is acquired from the elevation angle database 10 (step 12), and the elevation angle α of the sun and the elevation angle α of the neighboring building are compared (step 13).
そして、太陽の仰角が近隣建物の仰角αより小さい場合には、当該制御範囲ＡＲで直射光なしと判断して、当該制御範囲ＡＲのブラインドのスラットの角度を、外光を採り入れ可能とする角度に制御する（ステップ１４）。 If the elevation angle of the sun is smaller than the elevation angle α of the neighboring building, it is determined that there is no direct light in the control range AR, and the angle of the blind slats in the control range AR is an angle at which external light can be introduced. (Step 14).
また、太陽の仰角が近隣建物の仰角αより大きい場合には、当該制御範囲ＡＲで直射光ありと判断して、当該制御範囲ＡＲのブラインドのスラットの角度を、外光を遮断可能とする角度に一括して制御する（ステップ１５）。 Further, when the elevation angle of the sun is larger than the elevation angle α of the neighboring building, it is determined that there is direct light in the control range AR, and the blind slat angle of the control range AR is an angle at which external light can be blocked. (Step 15).
そして、このような動作が一定時間毎に繰り返されると、室内への直射光の入射を遮断しながら、外光を採り入れ可能となる。
上記のように構成された電動ブラインドの制御装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）太陽の仰角と、電動ブラインドの制御範囲ＡＲからの近隣建物の仰角αとを比較して、制御範囲ＡＲに直射光があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて制御範囲ＡＲ内の電動ブラインドのスラット角度を一括制御することができる。従って、制御範囲ＡＲに位置する窓からの直射光の入射を遮断しながら、外光を取り入れることができる。
（２）制御範囲ＡＲからの近隣建物の仰角データをあらかじめ算出して、仰角データベース１０としてハードディスク装置８に格納されている。従って、制御装置の運用時には、カレンダー格納部６から取得される太陽の方位角及び仰角と、当該方位角の近隣建物の仰角を比較することにより、制御範囲ＡＲで直射光があるか否かを容易に判定することができるとともに、ＣＰＵ５の負荷を軽減することができる。
（３）制御範囲ＡＲの仰角データαは、制御範囲ＡＲの両端部の２点のみからの同一方位角における近隣建物の仰角α１，α２のうち、直射光が生じやすい小さい方の仰角を制御範囲ＡＲの仰角データαとして仰角データベース１０に格納されている。従って、制御範囲ＡＲの仰角データの算出に要する時間を短縮することができるとともに、データ量を削減することができる。
（４）近隣建物の仰角α１，α２のうち、直射光が生じやすい小さい方の仰角が制御範囲ＡＲの仰角データαとして仰角データベース１０に格納されているので、制御範囲ＡＲ内での直射光の入射を防止することができる。
（５）近隣建物の仰角α１，α２を算出する各算出点ＣＰ１，ＣＰ２は、電動ブラインド１１が設置される窓の上縁部分に設定されるので、直射光が生じやすい小さい方の仰角を仰角α１，α２として設定することができる。従って、直射光の入射を確実に遮断することができる。
If such an operation is repeated at regular time intervals, it becomes possible to incorporate outside light while blocking direct light from entering the room.
In the control device for an electric blind configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) The elevation angle of the sun and the elevation angle α of the neighboring building from the control range AR of the electric blind are compared to determine whether or not there is direct light in the control range AR, and the control range based on the determination result It is possible to collectively control the slat angles of the electric blinds in the AR. Therefore, outside light can be taken in while blocking the incidence of direct light from the window located in the control range AR.
(2) Elevation angle data of neighboring buildings from the control range AR is calculated in advance and stored in the hard disk device 8 as the elevation angle database 10. Therefore, at the time of operation of the control device, by comparing the azimuth angle and elevation angle of the sun acquired from the calendar storage unit 6 with the elevation angles of neighboring buildings of the azimuth angle, it is determined whether there is direct light in the control range AR. It can be easily determined and the load on the CPU 5 can be reduced.
(3) The elevation angle data α of the control range AR is the control range of the smaller elevation angle that is likely to generate direct light among the elevation angles α1 and α2 of neighboring buildings at the same azimuth from only two points at both ends of the control range AR. It is stored in the elevation angle database 10 as AR elevation angle data α. Therefore, the time required for calculating the elevation angle data of the control range AR can be shortened and the data amount can be reduced.
(4) Of the elevation angles α1 and α2 of neighboring buildings, the smaller elevation angle at which direct light is likely to be generated is stored in the elevation angle database 10 as the elevation angle data α of the control range AR. Incident can be prevented.
(5) The calculation points CP1 and CP2 for calculating the elevation angles α1 and α2 of the neighboring buildings are set at the upper edge portion of the window where the electric blind 11 is installed. α1 and α2 can be set. Therefore, it is possible to reliably block the incidence of direct light.
上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、近隣建物の仰角をあらかじめ算出して仰角データベースに格納したが、算出点ＣＰ１，ＣＰ２において太陽の方位角に一致する方向の近隣建物の仰角を一定時間毎に算出し、その仰角のうち小さい方の仰角と太陽の仰角と比較して日陰判定を行うようにしてもよい。
・各時刻の太陽の仰角及び方位角は、ＣＰＵ５で随時計算してカレンダー格納部６に一旦格納し、そのカレンダー格納部６から読み出すようにしたり、ＣＰＵ５から直接供給するようにしてもよい。
・上記制御装置は、電動横型ブラインド以外に電動縦型ブラインドや電動ロールブラインド等の電動日射遮蔽装置、空調装置や照明装置の制御装置に応用することもできる。
You may implement the said embodiment in the following aspects.
In the above embodiment, the elevation angle of the neighboring building is calculated in advance and stored in the elevation angle database. However, the elevation angle of the neighboring building in the direction matching the azimuth angle of the sun at the calculation points CP1 and CP2 is calculated at regular time intervals. The shade determination may be performed by comparing the smaller one of the elevation angles with the elevation angle of the sun.
The elevation angle and azimuth angle of the sun at each time may be calculated at any time by the CPU 5 and temporarily stored in the calendar storage unit 6 and read from the calendar storage unit 6 or supplied directly from the CPU 5.
The above control device can be applied to a control device for an electric solar shading device such as an electric vertical blind and an electric roll blind, an air conditioner, and a lighting device in addition to the electric horizontal blind.
５…日陰判定部（仰角算出部、制御部、ＣＰＵ）、６…カレンダー供給手段（カレンダー格納部）、１０…仰角データベース、１１…室内環境制御装置（電動日射遮蔽装置、電動ブラインド）、ＡＲ…制御範囲、Ｂ…近隣建物、α…仰角。 5 ... shade determination unit (elevation angle calculation unit, control unit, CPU), 6 ... calendar supply means (calendar storage unit), 10 ... elevation angle database, 11 ... indoor environment control device (electric solar shading device, electric blind), AR ... Control range, B ... neighboring buildings, α ... elevation angle.
Claims (7)
前記太陽の仰角と、室内環境制御装置の制御範囲からの前記太陽の方位角における近隣建物の仰角とを比較して前記制御範囲への直射光の有無を判定する日陰判定部と
を備え、
前記日陰判定部は、前記制御範囲の両端部からの前記近隣建物の仰角のうち、低い方の仰角を該制御範囲からの前記近隣建物の仰角とすることを特徴とする日陰判定制御装置。 A calendar supply means for supplying the annual azimuth and elevation angle of the sun;
A shade determination unit that compares the elevation angle of the sun and the elevation angle of a neighboring building at the azimuth angle of the sun from the control range of the indoor environment control device to determine the presence or absence of direct light to the control range;
The shade determination control device is characterized in that, of the elevation angles of the neighboring buildings from both ends of the control range, the lower elevation angle is set as the elevation angle of the neighboring buildings from the control range.
あらかじめ設定された角度間隔の方位角で、前記近隣建物の仰角を算出する仰角算出部と、
前記仰角算出部で算出された仰角を格納する仰角データベースと
を備えたことを特徴とする請求項１記載の日陰判定制御装置。 In the shade determination unit,
An elevation angle calculation unit for calculating an elevation angle of the neighboring building at an azimuth angle set in advance;
The shade determination control apparatus according to claim 1, further comprising an elevation angle database that stores an elevation angle calculated by the elevation angle calculation unit.
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